JP2011112949A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー現像に用いられる各色のトナー濃度を検出する各トナーセンサを同一の構成にすることが容易な画像形成装置を提供する。
【解決手段】各色の現像剤のトナー濃度を検出してトナー濃度信号ＴＤ１を出力するセンサ回路９Ｍ〜９Ｋと、特性を変化させるための信号ＣＫ，ＣＣをセンサ回路９Ｍ〜９Ｋへ出力する信号生成部８５，８６と、信号生成部によって、信号ＣＫ，ＣＣを、各センサ回路の特性をそれぞれ検出対象の現像剤に適応した特性に変化させるように、順次生成させて各センサ回路へ並列に出力させるセンサ特性設定部８０と、各センサ回路に対応した信号ＣＫ，ＣＣ生成のタイミングと同期して各センサ回路から出力されるトナー濃度信号ＴＤ１を、各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を示すトナー濃度信号ＴＤ２としてそれぞれ取得するトナー濃度信号取得部８４とを備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、カラーの画像形成を行うために各色に対応する複数の現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式の画像形成装置では、画像形成における現像行程でトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を用いるものがある。この二成分現像剤を用いる現像装置では、磁性体キャリアと非磁性体トナーとを所定の比率で混合して用いることで、予定した濃度で感光体ドラム表面にトナーを供給する方式を採る。この現像装置には、磁性体キャリアに対するトナー混合比率、すなわちトナー濃度を検知するために、トナーの透磁率を検知するトナーセンサが備えられている（例えば、特許文献１参照。）。

このトナーセンサは、一定周波数を発振する発振回路と、この発振回路の発振信号に基づき共振する共振回路とを備えている。そして、この共振回路を構成するコイルを現像剤の近傍に配設すると、共振回路で得られる発振信号の位相が、透磁率に応じて変化する。この位相の変化を検出することで、現像剤の透磁率、すなわちトナー濃度を検出するようになっている。

また、カラーの画像形成装置においては、現像に複数の色のトナーを用いるため、各色の現像を行う現像装置が複数設けられており、各現像装置内に、各色のトナー濃度を検出するトナーセンサがそれぞれ配設されている。

特開２００２−２９６２３６号公報

ところで、現像剤の透磁率は、現像剤の特性によって変化する。一方、上述のようなトナーセンサは、透磁率の変化を信号の位相の変化として検出するもので、検出しようとする透磁率に対して、十分な感度（位相の変化量）が得られる範囲が狭い。そのため、色が異なり、従ってトナーの材料が異なるために透磁率が異なる現像剤のトナー濃度を、同一の構成を有するトナーセンサで検出すると、十分な感度が得られない。

そのため、トナーセンサの特性を各色の現像剤に適合させるために、各色のトナー濃度を検出する各トナーセンサの、共振回路を構成するコイルやコンデンサの定数を変更するなどして、回路部品を変更する必要があり、各トナーセンサを同一の構成にすることができなかった。

しかしながら、製造工数の削減や、部材管理の管理工数削減、部材購買における部材の集約といった観点からは、各トナーセンサを同一の構成にすることが望ましい。

本発明の目的は、カラー現像に用いられる各色のトナー濃度を検出する各トナーセンサを同一の構成にすることが容易な画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアとが混合された現像剤を収容し、当該収容している現像剤を感光体ドラムに供給することによって前記感光体ドラムに形成されている静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部を、カラー画像形成に必要な各色毎に有する画像形成部と、前記各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を、それぞれ検出し、当該トナー濃度を示す第１トナー濃度信号をそれぞれ出力する複数のトナーセンサ部と、前記各トナーセンサ部の特性を変化させるための特性制御信号を生成し、前記各トナーセンサ部へ並列に出力する信号生成部と、前記信号生成部によって、前記特性制御信号を、前記各トナーセンサ部の特性をそれぞれ検出対象の現像剤に適応した特性に変化させるように、前記各トナーセンサ部に対応して順次生成させ、当該各トナーセンサ部へ並列に出力させるセンサ特性設定部と、前記信号生成部による各トナーセンサ部に対応した特性制御信号生成のタイミングと同期して前記各トナーセンサ部から出力される第１トナー濃度信号を、前記各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を示す第２トナー濃度信号としてそれぞれ取得するトナー濃度信号取得部とを備える。

この構成によれば、各トナーセンサ部の特性をそれぞれ検出対象の現像剤に適応した特性に変化させるように、信号生成部によって、各トナーセンサ部に対応する特性制御信号が順次生成されて各トナーセンサ部へ並列に出力される。そうすると、あるタイミングでは、あるトナーセンサ部では、そのときの特性制御信号に応じてその検出対象の現像剤に適応した特性となって、当該トナーセンサ部から適切な第１トナー濃度信号が出力される一方、他のトナーセンサ部は検出対象の現像剤に適応しない特性となって不適切な第１トナー濃度信号が出力される。そして、トナー濃度信号取得部によって、信号生成部による各トナーセンサ部に対応した特性制御信号生成のタイミングと同期して各トナーセンサ部から出力される第１トナー濃度信号、すなわち適切な第１トナー濃度信号が、各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を示す第２トナー濃度信号として取得される。

これにより、カラー現像に用いられる各色のトナー濃度を検出する各トナーセンサ部を、検出対象の現像剤に適応した特性に順次変化させることができるので、各トナーセンサ部を同一の構成にすることが容易となる。さらに、信号生成部は、順次時系列に沿って、各トナーセンサ部を、検出対象の現像剤に適応した特性に変化させる特性制御信号を出力し、当該出力と同期して適切な第１トナー濃度信号が第２トナー濃度信号として取得されるので、各トナーセンサ部にそれぞれ対応して信号生成部を複数設ける必要がない。従って、回路を簡素化することが容易である。

また、前記信号生成部は、設定に応じた周波数の周期信号を前記特性制御信号として当該各トナーセンサ部へ並列に供給する周期信号出力部であり、前記各トナーセンサ部は、前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、前記センサ特性設定部は、前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記周期信号出力部から出力される周期信号の周波数を順次設定することが好ましい。

この構成によれば、トナーとキャリアとが混合された現像剤の近傍に配設されたトランスの一次側に、設定に応じた周波数の周期信号が供給される。そうすると、現像剤におけるトナーの比率であるトナー濃度に応じて、現像剤の透磁率が変化するから、トナー濃度に応じて、トランスと現像剤とで構成される磁気回路が変化し、周期信号出力部から出力される周期信号とトランスの二次側から出力される信号との位相差が変化する。そうすると、この位相差はトナー濃度を示すことになるから、位相差検出部によって、当該位相差を検出することにより、当該検出された位相差を示す信号を現像剤におけるトナーの濃度を示す第１トナー濃度信号として出力することができる。そして、トランスで生じる位相差は、トランスの一次側に供給される周期信号の周波数に応じて変化し、かつ周期信号の周波数が、各トナーセンサ部の検出対象に応じて設定されるから、回路部品を変更することなくトナー濃度の検出特性を容易に設定することができる。

また、予め設定された周波数の周期信号を出力する周期信号出力部をさらに備え、前記信号生成部は、設定に応じた電圧を、前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に出力する電圧信号出力部であり、前記各トナーセンサ部は、前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、前記トランスの二次巻線に接続され、前記電圧信号出力部から前記特性制御信号として出力された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、前記センサ特性設定部は、前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記電圧信号出力部から出力される電圧を順次設定するようにしてもよい。

この構成によれば、トランスの二次側に接続された可変容量ダイオードの静電容量が増大するとトランスで生じる位相差が増大し、可変容量ダイオードの静電容量が減少するとトランスで生じる位相差が減少するから、電圧信号出力部における電圧の設定によって、トランスで生じる位相差、すなわちトナー濃度を示す第１トナー濃度信号を調節することが可能となる。そして、各トナーセンサ部の検出対象に応じて、電圧信号出力部から出力される電圧が順次設定されるから、回路部品を変更することなくトナー濃度の検出特性を容易に設定することができる。

また、前記信号生成部は、設定に応じた周波数の周期信号を前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に供給する周期信号出力部と、設定に応じた電圧を、前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に供給する電圧信号出力部とを含み、前記各トナーセンサ部は、前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、前記トランスの二次巻線に接続され、前記電圧信号出力部から前記特性制御信号として出力された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、前記センサ特性設定部は、前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記周期信号出力部から出力される周期信号の周波数と、前記電圧信号出力部から出力される電圧とを順次設定するようにしてもよい。

この構成によれば、センサ特性設定部によって、各トナーセンサ部の検出対象に応じて、周期信号出力部から出力される周期信号の周波数と、電圧信号出力部から出力される電圧とが順次設定されてトランスで生じる位相差、すなわちトナー濃度を示す第１トナー濃度信号が調節されるから、周波数及び電圧のうちいずれか一方のみを用いてトランスで生じる位相差を調節する場合よりも当該位相差の調節の自由度が増大する結果、第１トナー濃度信号の精度を向上させることが容易となる。

また、前記周期信号の周波数の設定を、前記現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節する特性調節部をさらに備えることが好ましい。

トランスによって生じる位相差は、現像剤の温度、湿度、及び劣化の程度に応じて変化する。従って、周期信号の周波数の設定を、現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節することで、第１トナー濃度信号の精度を向上させることが可能となる。

また、前記電圧信号出力部から出力される電圧の設定を、前記現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節する特性調節部をさらに備えるようにしてもよい。

トランスによって生じる位相差は、現像剤の温度、湿度、及び劣化の程度に応じて変化する。従って、電圧信号出力部から出力される電圧の設定を、現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節することで、第１トナー濃度信号の精度を向上させることが可能となる。

このような構成の画像形成装置は、回路部品を変更することなく、トナー濃度の検出特性を変更することが容易となる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 図１に示す現像装置の断面図である。 トナー濃度検出回路の構成の一例を示すブロック図である。 図３に示すセンサ回路の構成の一例を示す回路図である。 図２に示すトランスの周辺部の拡大図である。 トナー濃度の検出特性の一例を示すグラフである。 トナー濃度の検出特性の他の一例を示すグラフである。 図３に示すセンサ特性設定部及びトナー濃度信号取得部の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。また、本発明に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置、これらを兼ね備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置であればよいが、本実施形態では、カラープリンタを例にして説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。図１において、プリンタ１は、給紙カセット１３と、画像形成部２０と、定着部３０と、排紙部４０と、用紙搬送路５０と、制御部６０と、温度センサ６１と、湿度センサ６２とを備えている。そして、給紙カセット１３、画像形成部２０、定着部３０、用紙搬送路５０、制御部６０、温度センサ６１（温度検出部）、及び湿度センサ６２（湿度検出部）は、略箱形の装置本体２に内装され、排紙部４０は、装置本体２の頂部に設けられている。

温度センサ６１は、装置本体２内の温度ｔを検出し、温度ｔを示す信号を後述するトナー濃度検出回路７へ出力する。温度センサ６１は、現像剤ＤＰの温度を直接温度ｔとして検出してもよいが、装置本体２内の温度等、現像剤ＤＰの温度と相関関係のある温度を検出するものであればよい。

湿度センサ６２は、装置本体２内の湿度ｈを検出し、湿度ｈを示す信号を後述するトナー濃度検出回路７へ出力する。湿度センサ６２は、現像剤ＤＰの湿度を直接湿度ｈとして検出してもよいが、装置本体２内の湿度等、現像剤ＤＰの湿度と相関関係のある湿度を検出するものであればよい。

給紙カセット１３は、印刷処理に供する転写材の一例としての記録紙Ｐを貯留し、制御部６０の制御の下で記録紙Ｐを給紙するものである。給紙カセット１３は、所定数（本実施形態では１つ）が装置本体２に対して挿脱自在に設けられている。給紙カセット１３の上流端（図１に示す例では給紙カセット１３の左上方）には、用紙束から記録紙Ｐを１枚ずつ繰り出させるピックアップローラ１２が設けられている。このピックアップローラ１２の駆動によって給紙カセット１３から繰り出された記録紙Ｐは、用紙搬送路５０に給紙されるようになっている。

画像形成部２０は、制御部６０の制御によって、コンピュータ等から図略のインタフェース回路で受信した画像データに基づき、給紙カセット１３に貯留された用紙束から繰り出された記録紙Ｐに画像の転写処理を施すものである。インタフェース回路は、コンピュータ等の外部機器にＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続され、外部機器との間で種々の信号を送受信するものであり、例えば、ネットワークインタフェース（１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸ）等が用いられる。画像形成部２０は、トナー像を形成する各色ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋと、この画像形成ユニット２１で形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写する転写装置２７とを備えて構成されている。

画像形成ユニット２１は、上流側（図１の紙面の右側）から下流側へ向けて順次に略水平方向に配設されたマゼンダ用ユニット２１Ｍ、シアン用ユニット２１Ｃ、イエロー用ユニット２１Ｙ及びブラック用ユニット２１Ｋと、これら各ユニットの下部位置に配設された露光ユニット２４とを備える。これら各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋは、同様の構成であり、装置本体２内における各機器に対して所定の相対的な位置関係で位置決めされて装着されている。

これら各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２２と、帯電器２３と、現像装置２５（現像部）と、クリーニング装置２６とを備え、感光体ドラム２２は、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム軸回りに回転可能に設けられ、当該感光体ドラム２２の周面に沿うように当該感光体ドラム２２の直下位置から、当該感光体ドラム２２の回転方向である反時計回り方向に向けて、帯電器２３、現像装置２５及びクリーニング装置２６が配設されている。

感光体ドラム２２は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像（可視像）を形成させるためのものである。帯電器２３は、ドラム軸回り反時計回り方向に回転している感光体ドラム２２の周面に一様な電荷を形成させるものであり、例えば、周面が感光体ドラム２２の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２２へ電荷を付与する帯電ローラを備えて構成されている。

現像装置２５は、感光体ドラム２２の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム２２の周面にトナー像を形成するものである。

本実施形態では、カラーに対応するために、イエロー用ユニット２１Ｙの現像装置２５Ｙには、イエロー（Ｙ）のトナーが収容され、マゼンダ用ユニット２１Ｍの現像装置２５Ｍには、マゼンダ（Ｍ）のトナーが収容され、シアン用ユニット２１Ｃの現像装置２５Ｃには、シアン（Ｃ）のトナーが収容され、そして、ブラック用ユニット２１Ｋブラックの現像装置２５Ｋには、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。現像装置２５については、後にさらに詳述する。

クリーニング装置２６は、転写処理後の感光体ドラム２２の周面に残留しているトナーを取り除いてクリーニングするためのものである。このクリーニング装置２６によってクリーニングされた感光体ドラム２２の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電器２３へ向かうことになる。

露光ユニット２４は、画像データに応じて強弱の付与されたレーザ光を回転している感光体ドラム２２の周面に帯電器２３と現像装置２５との間において照射し、当該感光体ドラム２２の周面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット２４は、カラーに対応するために、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各色にそれぞれ対応した各レーザ光を各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋにおける各感光ドラム２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋに照射するように構成されている。

帯電した感光体ドラム２２の周面にレーザ光を照射すると、その照射された部分の電荷がレーザ光の強度に応じて消去し、これによって当該感光体ドラム２２の周面に静電潜像が形成される。画像データは、図略のインタフェース回路で受信されたコンピュータ等の外部機器からの画像信号に公知の色補正処理等の処理を施すことによって制御部６０が生成した現像色のイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各画像データである。

転写装置２７は、各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋのそれぞれの感光体ドラム２２の周面に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写するための装置であって、中間転写ベルト２７１、一次転写ローラ２７２、駆動ローラ２７３、従動ローラ２７４及び二次転写ローラ２７５を備えている。

中間転写ベルト２７１は、無端回転可能とされ、一次転写ローラ２７２、駆動ローラ２７３及び従動ローラ２７４によって各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの直上位置に張架されており、駆動ローラ２７３の回転駆動力によって時計回り方向に回転可能となっている。

一次転写ローラ２７２は、各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの各感光ドラム２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋに対応するようにそれぞれ設けられ、中間転写ベルト２７１を押さえ感光体ドラム２２から中間転写ベルト２７１が浮き上がるのを防止するように配置されている。二次転写ローラ２７５は、中間転写ベルト２７１の外周面において駆動ローラ２７３に対向する位置に配置されている。

一次転写ローラ２７２は、画像領域におけるトナー像が感光体ドラム２２から中間転写ベルト２７１へ一次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が一次転写バイアスとして印加される。また、二次転写ローラ２７５は、中間転写ベルト２７１上のトナー像が記録紙Ｐへ二次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が二次転写バイアスとして印加される。このようにプリンタ１は、中間転写ベルト２７１上に重ねて転写された各色のトナー像からなるカラートナー像が、二次転写ローラ２７５によって、中間転写ベルト２７１から記録紙Ｐに転写される二次転写方式である。

従動ローラ２７４の図１における右側には、中間転写ベルト用クリーニング装置２７６が設けられており、記録紙Ｐへトナー像を転写処理した後における中間転写ベルト２７１の表面に残留しているトナーがこの中間転写ベルト用クリーニング装置２７６によって取り除かれ、これによって清浄化した中間転写ベルト２７１が感光体ドラム２２へ向かうようになっている。

定着部３０は、制御部６０の制御により、画像形成部２０によって転写処理の施された記録紙Ｐのトナー像に、加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着された熱ローラ３１と、この熱ローラ３１と対向して周面同士が対向配置された加圧ローラ３２とを備えている。

そして、転写処理後の記録紙Ｐは、ローラ軸回りに時計回り方向に向けて駆動回転している熱ローラ３１と、ローラ軸回りに反時計回り方向に向けて従動回転している加圧ローラ３２との間のニップ部を通過することによって、熱ローラ３１からの熱を得て定着処理が施される。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙搬送路５０によって排紙部４０へ排出される。転写装置２７及び定着部３０が、転写定着部の一例に相当している。

排紙部４０は、定着部３０で定着処理の施された記録紙Ｐが排紙され、この排紙された記録紙Ｐを貯留するものである。排紙部４０は、装置本体２の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された記録紙Ｐを受ける排紙トレイ４１が形成されている。

用紙搬送路５０は、制御部６０の制御により、給紙カセット１３から給紙された記録紙Ｐを装置本体２及び定着部３０を介して排紙部４０まで搬送するものである。

制御部６０は、給紙カセット１３、装置本体２、定着部３０及び用紙搬送路５０等に接続され、これらを当該機能に従って制御することにより、プリンタ１の各部の制御を司るものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）及びその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。

次に、上記各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋにそれぞれ備えられている現像装置２５について説明する。図２（ａ）は現像装置２５の側面断面図であり、図２（ｂ）は、現像装置２５の平面断面図である。なお、図２（ｂ）では、収容室及び撹拌機の構成を分かり易くするために、便宜上マグネットローラを省略して図示している。

現像装置２５は、現像ローラ２５１と、マグネットローラ２５２と、ブレード２５３と、撹拌機２５４とを備えている。これら現像ローラ２５１、マグネットローラ２５２、ブレード２５３、及び撹拌機２５４は、２成分現像剤であるトナー及びキャリアを収容する収容室２５７を下部に備える現像装置筐体２５０に内装されている。

収容室２５７は、長尺方向に延びる区画壁Ｗ１によってそれぞれ区画され並設される第１及び第２収容室２５７ａ、２５７ｂを備えており、区画壁Ｗ１の両端部で第１及び第２収容室２５７ａ、２５７ｂが連通されている。

収容室２５７の一方端上方には、２点差線の仮想線で示すように、トナーを貯留する図略のトナーホッパから収容室２５７へトナーを補給するためのトナー補給開口２５６が開口されている。図２（ｂ）に示す収容室２５７には、トナーホッパから補給されたトナーと第１及び第２撹拌機２５４ａ、２５４ｂで撹拌されるトナーとを隔てるために、第２収容室におけるトナー補給開口２５６の直下部分と他の部分とを区画する区画壁Ｗ２がさらに第２収容室２５７ｂに設けられている。

また、このトナー補給開口２５６とトナーホッパとの間には、トナーホッパからトナー補給開口２５６へトナーを搬送する図略のトナー搬送ローラが配設されている。このトナー搬送ローラは、制御部６０によって制御される図略のトナーモータによって回転駆動される。このトナー搬送ローラの回転によってトナーホッパからトナー補給開口２５６へトナーが搬送され、トナー搬送ローラの回転速度によってトナーホッパからトナー補給開口２５６へ搬送される単位時間当たりのトナー量（トナー補給速度）が調整される。

撹拌機２５４は、トナーホッパから補給されたトナーを撹拌しつつマグネットローラ２５２へ搬送するものであり、第１及び第２収容室２５７ａ、２５７ｂにそれぞれ配設される第１及び第２撹拌機２５４ａ、２５４ｂを備えて構成されている。第１及び第２撹拌機２５４ａ、２５４ｂは、それぞれ、軸線方向に略全域においてスパイラル状（螺旋状）羽根が形成された回転軸を備えて構成されている。

また、トナー補給開口２５６から所定距離離れた第１収容室２５７ａの底部には、トランスＴ１が配設されている。

マグネットローラ２５２は、収容室２５７からトナーを磁力により汲み上げ、この汲み上げたトナーをその外周面に被着させながら現像ローラ２５１の周面に搬送して供給するものである。マグネットローラ２５２は、第２撹拌機２５４ｂの上方（第２収容室２５７ｂの上方）に所定距離離間して第２撹拌機２５４ｂの回転軸方向で第２撹拌機２５４ｂと並設するように配設されている。マグネットローラ２５２は、例えば、所要数の永久磁石が埋設され、可動軸受けに対して回転することなく固定された円柱状のマグネットローラ本体と、このマグネットローラ本体の周面に回転可能に嵌合し、非磁性金属材料から成る円筒状のスリーブとを備えて構成される。

ブレード２５３は、マグネットローラ２５２の周面に被着して形成されたトナー層の厚みを規制するブレード状の部材である。ブレード２５３は、マグネットローラ２５２の周面に所定距離離間して対向配置されている。

現像ローラ２５１は、マグネットローラ２５２からトナーの供給を受けることによりその外周面にトナー層を形成し、このトナー層のトナーで感光体ドラム２２の周面に形成された静電潜像を現像するものである。現像ローラ２５１は、マグネットローラ２５２の周
面に所定距離離間して対向配置されている。

このような構成の現像装置２５は、現像ローラ２５１が感光体ドラム２２の周面に所定距離離間して対向配置されるように配置される。現像装置２５では、トナー補給開口２５６から補給されたトナーは、第１撹拌機２５４ａによって撹拌されつつ第１収容室２５７ａの一方端部から他方端部へ搬送される。

この第１撹拌機２５４ａによって他方端部へ搬送されたトナーは、他方端部側で第１収容室２５７ａと第２収容室２５７ｂとを連通する第１間隙ＣＲ１を通って第２収容室２５７ｂに導入される。この第２収容室に導入されたトナーは、第２撹拌機２５４ｂによって撹拌されつつ第２収容室２５７ｂの他方端部から一方端部へ搬送され、その一部がマグネットローラ２５２に供給され、残余が一方端部側で第２収容室２５７ｂと第１収容室２５７ａとを連通する第２間隙ＣＲ２を通って第１収容室２５７ａに戻される。

このようにトナーホッパから収容室２５７に供給されたトナーは、第１及び第２撹拌機２５４ａ、２５４ｂによって第１及び第２収容室２５７ａ、２５７ｂを循環し、撹拌によってキャリアと混合されて摩擦帯電したトナーの一部がマグネットローラ２５２に汲み上げられて消費される。

そして、この第１撹拌機２５４ａによる搬送の途中で後述するトナー濃度検出回路７によってトナー濃度が測定され、測定されたトナー濃度を示すトナー濃度信号が、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋに対応してトナー濃度信号ＴＤ２Ｍ，ＴＤ２Ｃ，ＴＤ２Ｙ，ＴＤ２Ｋとして制御部６０へ出力される。

制御部６０は、トナー濃度検出回路７から出力された、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋにおける各トナー濃度を示すトナー濃度信号ＴＤ２Ｍ，ＴＤ２Ｃ，ＴＤ２Ｙ，ＴＤ２Ｋに基づいて、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋにおける第１及び第２収容室２５７ａ、２５７ｂの現像剤のトナー濃度（二成分現像剤中のトナー量）が目標値となるように、トナーホッパから補給されるトナー量を調整する。制御部６０は、トナー濃度調節部の一例に相当している。また、制御部６０は、印字を行う際には、現像装置２５とトナー濃度検出回路７とへ、撹拌機２５４の駆動を指示する攪拌制御信号を出力する。

撹拌機２５４は、攪拌制御信号による駆動指示に応じて、現像剤を攪拌する。このとき、攪拌制御信号はトナー濃度検出回路７へも出力されるので、トナー濃度検出回路７では、攪拌制御信号を監視することで、撹拌機２５４の動作状態を確認できるようになっている。

ここで、非磁性体のトナーと磁性体のキャリアからなる現像剤は、トナー濃度（現像剤の全体量に対するトナー量の割合）が大きくなるほど透磁率が小さくなり、トナー濃度が小さくなるほど透磁率が大きくなる。そこで、トナー濃度検出回路７は、現像剤の透磁率を、トナー濃度を示す情報として検出するようになっている。

図３は、トナー濃度検出回路７の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すトナー濃度検出回路７は、ＣＰＵ８と、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ（トナーセンサ部）とを備えている。ＣＰＵ８は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、クロック信号生成モジュール、デジタルアナログコンバータ、アナログデジタルコンバータ等が１チップに集積されたマイクロコントローラが用いられている。このようなマイクロコントローラとしては、例えば、ルネサステクノロジ社製ＳＨ７７００シリーズのマイクロコントローラを用いることができる。

ＣＰＵ８は、例えばＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、センサ特性設定部８０、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３、及びトナー濃度信号取得部８４として機能する。また、ＣＰＵ８は、周期信号出力部８５と容量設定部８６（電圧信号出力部）とを備えている。

周期信号出力部８５は、周波数設定レジスタ８５１（設定受付部）を備えている。そして、周期信号出力部８５は、周波数設定レジスタ８５１に設定された周波数のクロック信号を、クロック信号ＣＫ（周期信号）として、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋへ並列に出力する。

クロック信号ＣＫは、周期信号出力部８５から、１本の信号ラインによって出力され、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋの直近に配置される基板にて分岐されるようになっている。

周期信号出力部８５としては、例えばルネサステクノロジ社製ＳＨ７７００シリーズのマイクロコントローラにおける、タイマパルスユニット（ＴＰＵ）を用いることができる。

容量設定部８６は、電圧設定レジスタ８６１を備えている。そして、容量設定部８６は、電圧設定レジスタ８６１に設定された電圧を、容量制御電圧ＣＣとして、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋへ並列に出力する。

容量設定部８６としては、例えばルネサステクノロジ社製ＳＨ７７００シリーズのマイクロコントローラにおける、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）を用いることができる。

センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋは、各ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋにおける収容室２５７内のトナーの濃度をそれぞれ検出し、この検出結果をトナー濃度信号ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋ（第１トナー濃度信号）としてＣＰＵ８へ出力する。センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋは、互いに同様の構成とされている。

センサ特性設定部８０は、各トナーセンサ部の特性をそれぞれ検出対象の現像剤に適応した特性に変化させるように、順次、周波数設定レジスタ８５１及び電圧設定レジスタ８６１へ、クロック信号ＣＫの周波数、及び容量制御電圧ＣＣの電圧値を設定することで、各トナーセンサ部に対応するクロック信号ＣＫ、及び容量制御電圧ＣＣを、周期信号出力部８５、及び容量設定部８６から順次出力させる。

トナー濃度信号取得部８４は、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋに対応したクロック信号ＣＫ、及び容量制御電圧ＣＣが出力されるタイミングと同期して、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋから出力されるトナー濃度信号ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋ（第１トナー濃度信号）を、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋに収容されている各色の現像剤ＤＰのトナー濃度を示すトナー濃度信号ＴＤ２Ｍ，ＴＤ２Ｃ，ＴＤ２Ｙ，ＴＤ２Ｋ（第２トナー濃度信号）としてそれぞれ取得し、制御部６０へ出力する。

具体的には、トナー濃度信号取得部８４は、センサ特性設定部８０によって、周波数設定レジスタ８５１及び電圧設定レジスタ８６１へ、現像装置２５Ｍに対応するクロック信号ＣＫの周波数、及び容量制御電圧ＣＣの電圧値が設定されたときにセンサ回路９Ｍから出力されたトナー濃度信号ＴＤ１Ｍを取得して保持した信号を、トナー濃度信号ＴＤ２Ｍとして出力し、現像装置２５Ｃに対応するクロック信号ＣＫの周波数、及び容量制御電圧ＣＣの電圧値が設定されたときにセンサ回路９Ｃから出力されたトナー濃度信号ＴＤ１Ｃを取得して保持した信号を、トナー濃度信号ＴＤ２Ｃとして出力し、現像装置２５Ｙに対応するクロック信号ＣＫの周波数、及び容量制御電圧ＣＣの電圧値が設定されたときにセンサ回路９Ｙから出力されたトナー濃度信号ＴＤ１Ｙを取得して保持した信号を、トナー濃度信号ＴＤ２Ｙとして出力し、現像装置２５Ｋに対応するクロック信号ＣＫの周波数、及び容量制御電圧ＣＣの電圧値が設定されたときにセンサ回路９Ｋから出力されたトナー濃度信号ＴＤ１Ｋを取得して保持した信号を、トナー濃度信号ＴＤ２Ｋとして出力する。

以下、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋを総称してセンサ回路９と称し、トナー濃度信号ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋを総称してトナー濃度信号ＴＤ１と称し、トナー濃度信号ＴＤ２Ｍ，ＴＤ２Ｃ，ＴＤ２Ｙ，ＴＤ２Ｋを総称してトナー濃度信号ＴＤ２と称する。

図４は、センサ回路９（９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ）の構成の一例を示す回路図である。図４に示すセンサ回路９は、キャパシタＣ１〜Ｃ６、抵抗Ｒ１〜Ｒ９、トランスＴ１、インバータ９１、ＥＸＯＲ（排他的論理和）ゲート９２、オペアンプ９３、ダイオードＤ１，Ｄ２、及び可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２を備えて構成されている。

周期信号出力部８５から出力されるクロック信号ＣＫは、キャパシタＣ１を介してトランスＴ１における一次巻線Ｌ１の一端に供給されると共に、ＥＸＯＲゲート９２の一方の入力端子へ供給される。一次巻線Ｌ１の他端は回路グラウンドに接続され、一次巻線Ｌ１と並列に抵抗Ｒ１が接続されている。

トランスＴ１の一次巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とは、逆極性にされており、二次巻線Ｌ２の一端が回路グラウンドに接続され、他端がキャパシタＣ２を介してインバータ９１の入力端子に接続されている。キャパシタＣ１，Ｃ２は、直流カット用のキャパシタであり、クロック信号ＣＫ、及びクロック信号ＣＫに応じて二次巻線Ｌ２に誘起される移相クロック信号ＣＫ１をそのまま通過させる。

ダイオードＤ１，Ｄ２は、移相クロック信号ＣＫ１をクランプしてオーバーシュート、アンダーシュートをカットする。抵抗Ｒ２，Ｒ３は、移相クロック信号ＣＫ１の信号ラインをプルアップ、プルダウンして信号ラインのインピーダンス整合を行う。インバータ９１の入出力端子間には、抵抗Ｒ４が接続されて、インバータ９１は、入力信号レベルにヒステリシスを有するいわゆるシュミットゲートとして動作する。

以上、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗Ｒ２，Ｒ３、インバータ９１、及び抵抗Ｒ４によって、移相クロック信号ＣＫ１が波形成形され、デジタル信号化されて移相クロック信号ＣＫ２としてＥＸＯＲゲート９２の他方の入力端子へ供給される。

そうすると、トランスＴ１の一次巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とは逆極性にされているから、クロック信号ＣＫと移相クロック信号ＣＫ１とは、トランスＴ１による位相シフトを考えなければ反転波形となる。そして、移相クロック信号ＣＫ１はインバータ９１によって反転されて移相クロック信号ＣＫ２となるから、移相クロック信号ＣＫ２は、クロック信号ＣＫがトランスＴ１によって位相シフトされた信号となる。

そして、クロック信号ＣＫと移相クロック信号ＣＫ２とがＥＸＯＲゲート９２によって排他的論理和されると、クロック信号ＣＫと移相クロック信号ＣＫ２とが異なる信号レベル（論理値）になっている期間、すなわちトランスＴ１による位相遅れ量θに相当する期間だけ、ＥＸＯＲゲート９２の出力信号Ｓ１がハイレベルになる。この場合、トランスＴ１による位相遅れ量θが大きいほど、信号Ｓ１のデューテイ比が大きくなる。

ＥＸＯＲゲート９２の出力端子は、抵抗Ｒ５を介してオペアンプ９３の＋（非反転）入力端子に接続されている。また、オペアンプ９３の＋入力端子は、キャパシタＣ３を介してグラウンドに接続されている。これにより、抵抗Ｒ５とキャパシタＣ３とで、積分回路による平滑回路９４が構成されている。

また、オペアンプ９３の−（反転）入力端子は、抵抗Ｒ６を介して回路電源に接続され、抵抗Ｒ７を介して回路グラウンドに接続されている。さらに、オペアンプ９３の−入力端子と出力端子とが、キャパシタＣ４と抵抗Ｒ８との並列回路を介して接続されて、積分回路が構成されている。この積分回路によって、平滑回路９５が構成されている。

信号Ｓ１は、平滑回路９４，９５によって平滑され、直流に変換されて、トナー濃度信号ＴＤ１となる。そうすると、信号Ｓ１のデューテイ比が大きいほど、トナー濃度信号ＴＤ１の電圧は高くなるから、トナー濃度信号ＴＤ１は、トランスＴ１による位相遅れ量θが大きいほど電圧が高くなる。これにより、トナー濃度信号ＴＤ１は、位相遅れ量θを表す信号となる。

以上のように、ＥＸＯＲゲート９２と平滑回路９４，９５とから、位相差検出部が構成されている。

また、二次巻線Ｌ２とキャパシタＣ２との接続点は、キャパシタＣ５を介して回路グラウンドに接続されている。そして、キャパシタＣ５と並列に、キャパシタＣ６と可変容量ダイオードＶＣ１との直列回路が接続され、さらに可変容量ダイオードＶＣ１と並列に、可変容量ダイオードＶＣ２が接続されている。

そして、容量設定部８６から出力された容量制御電圧ＣＣが、抵抗Ｒ９を介してキャパシタＣ６と可変容量ダイオードＶＣ１との接続点に、入力されるようになっている。

これにより、容量設定部８６から出力された容量制御電圧ＣＣが増大するほど可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２の静電容量が増大し、クロック信号ＣＫに対する移相クロック信号ＣＫ１の位相遅れ量、すなわち位相遅れ量θが増大するようになっている。

図５は、図２に示すトランスＴ１の周辺部の拡大図である。図５に示すトランスＴ１は、例えば空芯のボビンＢに、一次巻線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とが、互いの巻き付け方向が逆向きになるように巻き付けられて、磁気的に結合されている。

そして、クロック信号ＣＫが一次巻線Ｌ１に供給されることによって発生した磁束Ｍは、収容室２５７ａ内の現像剤ＤＰを横切るようになっている。この磁束Ｍによって、二次巻線Ｌ２に移相クロック信号ＣＫ１が誘起される。従って、現像剤ＤＰの透磁率が変化すると、磁束Ｍが通過する磁気回路が変化して、移相クロック信号ＣＫ１の位相が変化し、位相遅れ量θが変化する。

そうすると、位相遅れ量θは、現像剤ＤＰの透磁率、すなわちトナー濃度を表すことになるから、位相遅れ量θを表す信号であるトナー濃度信号ＴＤ１は、現像剤ＤＰのトナー濃度を表すことになる。トナー濃度検出回路７は、この現象を利用して、現像剤ＤＰの透磁率、すなわち現像剤ＤＰの濃度を検出し、トナー濃度信号ＴＤ１として出力するようになっている。

ここで、磁束Ｍは、現像剤ＤＰのみならず、収容室２５７ａの壁面や、撹拌機２５４ａの一部も通過する。そのため、移相クロック信号ＣＫ１の位相変化は、現像剤ＤＰの透磁率のみならず、収容室２５７ａや撹拌機２５４ａの形状、材質の影響も受けることになる。また、現像剤ＤＰの成分が異なる場合も、トナー濃度と透磁率との関係が変化する。ここで、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋで用いられる各色の現像剤ＤＰも、その成分が互いに異なるから、トナー濃度と透磁率との関係が互いに異なる。

そのため、収容室２５７ａや撹拌機２５４ａの形状、材質、あるいは使用する現像剤ＤＰの成分が異なるプリンタ１の機種毎に、トナー濃度検出回路７の特性、特に現像剤ＤＰのトナー濃度（透磁率）に対する、移相クロック信号ＣＫ１の位相変化量を設定する必要が生じる。

さらに、各色の現像剤ＤＰのトナー濃度を検出するセンサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋについても、それぞれ各色の現像剤の特性に応じて、移相クロック信号ＣＫ１の位相変化量を設定する必要がある。

図６は、ある現像装置、例えば現像装置２５Ｍにおけるクロック信号ＣＫの周波数ｆと、センサ回路９Ｍから出力される位相遅れ量θと、トナー濃度ｄ１，ｄ２，ｄ３との関係（トナー濃度の検出特性）の一例を示すグラフである。トナー濃度ｄ１，ｄ２，ｄ３は、例えばｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係を有する。図６に示すように、クロック信号ＣＫの周波数ｆが、ｆ０のとき、トナー濃度がｄ１であれば位相遅れ量θはθ４となり、トナー濃度がｄ３であれば位相遅れ量θはθ１となるから、センサ回路９Ｍから、それぞれ位相遅れ量θ４，θ１を示すトナー濃度信号ＴＤ１が出力される。

ここで、もし仮に、クロック信号ＣＫの周波数ｆがｆ１であった場合には、トナー濃度ｄ３を検出することができなくなり、周波数ｆがｆ４であった場合には、トナー濃度ｄ１を検出することができなくなるから、クロック信号ＣＫの周波数としてｆ１，ｆ４は不適当である。

また、クロック信号ＣＫの周波数ｆがｆ０のときは、トナー濃度がｄ１〜ｄ３まで変化すると、位相遅れ量θはθ４からθ２まで変化するのに対し、周波数ｆがｆ２のときは、トナー濃度がｄ１〜ｄ３まで変化しても、位相遅れ量θはθ３からθ１までの変化となるから、周波数ｆがｆ０のときよりｆ２のときの方が、トナー濃度の変化に対する位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度信号ＴＤ１の変化が少なくなる。

このことは、クロック信号ＣＫの周波数ｆがｆ０のときよりｆ２のときの方が、センサ回路９Ｍによるトナー濃度の検出感度が低下していることを意味するから、周波数ｆ２は、クロック信号ＣＫの周波数として不適当である。同様に、周波数ｆ３も、クロック信号ＣＫの周波数として不適当である。

そこで、例えば現像装置２５Ｍにおいて、図６に示すような特性が得られる場合には、例えばＣＰＵ８のＲＯＭに、現像装置２５Ｍに対応するクロック信号ＣＫの周波数として周波数ｆ０を記憶させておき、センサ特性設定部８０が、周波数設定レジスタ８５１に周波数ｆ０を設定することで、センサ回路９Ｍによるトナー濃度の検出が適切にできるように、センサ回路９Ｍの特性が調節される。

同様に、現像装置２５Ｃ、２５Ｙ、２５Ｋについても、良好なトナー検出感度が得られるクロック信号ＣＫの周波数を、周波数設定レジスタ８５１に順次設定することにより、センサ回路９Ｃ，９Ｙ，９Ｋによるトナー濃度の検出が適切にできるように、センサ回路９Ｃ，９Ｙ，９Ｋの特性が順次設定される。

従って、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋの構成を共通にしたまま回路部品を変更することなく、各色の現像装置に応じてそれぞれ適切なトナー濃度の検出を行うことが可能となる。

図７は、図６に示す現像装置とは異なる現像装置、例えば現像装置２５Ｃにおける、クロック信号ＣＫの周波数ｆと、センサ回路９Ｃから出力される位相遅れ量θと、トナー濃度ｄ１，ｄ２，ｄ３との関係の一例を示すグラフである。検出対象の現像剤の色が異なると、例えば図７に示すように、トナー濃度がｄ１〜ｄ３の特性も変化する。

この場合、図６に示す場合と異なり、クロック信号ＣＫの周波数としてｆ０を用いると、センサ回路９Ｃはトナー濃度を適切に検出できない。図７に示す場合は、クロック信号ＣＫの周波数としてｆ５を用いる必要がある。このように、異なる色の現像剤のトナー濃度を検出する場合であっても、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋの構成を共通にしたまま回路部品を変更することなく、各色に応じてそれぞれ適切なトナー濃度の検出を行うことが可能となる。

ここで、周波数設定レジスタ８５１によって変更できる周波数ｆの最小単位が大きいと、各色の現像剤の特性に応じた最適な周波数ｆを、設定できない場合がある。一方、電圧設定レジスタ８６１の設定電圧値Ｖが増大するほど容量制御電圧ＣＣが増大して可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２の静電容量が増大し、位相遅れ量θが増大するから、電圧設定レジスタ８６１の設定電圧値Ｖを調節することで、位相遅れ量θを調節することも可能である。

そこで、センサ特性設定部８０は、周波数設定レジスタ８５１に設定する周波数ｆと、電圧設定レジスタ８６１に設定する電圧値Ｖとを組み合わせることで、各色の現像剤ＤＰに対するセンサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋのトナー濃度検出特性の適応精度を向上させるようになっている。

ところで、図６に示すトナー濃度の検出特性は、プリンタ１の稼働状況や環境条件によっても変化する。具体的には、現像剤の温度、湿度、及び劣化の程度に応じて位相遅れ量θが変化する。

位相遅れ量θの変化の仕方は、現像剤の成分によって異なるが、一般的には、現像剤の温度が高くなるほど位相遅れ量θが増大し、図６に示すトナー濃度ｄ１〜ｄ３を示すグラフが周波数ｆの低くなる方向にシフトする。同様に、現像剤の湿度が高くなるほど位相遅れ量θが増大し、現像剤の劣化が進むほど位相遅れ量θが増大し、いずれの場合も図６に示すトナー濃度ｄ１〜ｄ３のグラフが周波数ｆの低くなる方向にシフトする。

次に、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３の動作について説明する。

温度特性調節部８１は、温度センサ６１によって検出された温度ｔに応じて生じる位相遅れ量θの変化を相殺する方向に、周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを補正する。

例えば、現像剤の特性が、温度が高くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、温度ｔが高くなるほど図６に示すトナー濃度ｄ１〜ｄ３のグラフが周波数ｆの低くなる方向にシフトし、トナー濃度ｄ１〜ｄ３に対して周波数ｆ０において得られる位相遅れ量θが増大する。

そこで、温度特性調節部８１は、温度センサ６１によって検出された温度ｔが上昇するほど周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを減少させて補正する。これにより、温度ｔの影響が相殺されるので、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

湿度特性調節部８２は、湿度センサ６２によって検出された温度ｔに応じて生じる位相遅れ量θの変化を相殺する方向に、周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを補正する。

例えば、現像剤の特性が、湿度が高くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、湿度ｈが高くなるほど図６に示すトナー濃度ｄ１〜ｄ３のグラフが周波数ｆの低くなる方向にシフトし、トナー濃度ｄ１〜ｄ３に対して周波数ｆ０において得られる位相遅れ量θが増大する。

そこで、湿度特性調節部８２は、温度センサ６１によって検出された湿度ｈが上昇するほど周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを減少させて補正する。これにより、湿度ｈの影響が相殺されるので、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

劣化特性調節部８３は、図略のタイマ回路を用いて構成されている。そして、劣化特性調節部８３は、制御部６０から出力された攪拌制御信号を監視して、画像形成部２０による画像形成を実行するべく撹拌機２５４が駆動され、現像剤ＤＰの攪拌が継続されている時間を攪拌時間Ｔとして計時する。

ここで、現像剤ＤＰは、攪拌されている時間が長いほど、帯電量が増加して劣化する。従って、攪拌時間Ｔが長くなるほど、現像剤ＤＰの劣化が進んでいると考えられる。

そこで、劣化特性調節部８３は、攪拌制御信号を監視することで計時された攪拌時間Ｔに基づいて、現像剤ＤＰの劣化に応じて生じる位相遅れ量θの変化を相殺する方向に、周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを補正する。

例えば、現像剤の特性が、劣化が進むほど、すなわち攪拌時間Ｔが長くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、攪拌時間Ｔが長くなるほど図６に示すトナー濃度ｄ１〜ｄ３のグラフが周波数ｆの低くなる方向にシフトし、トナー濃度ｄ１〜ｄ３に対して周波数ｆ０において得られる位相遅れ量θが増大する。

そこで、劣化特性調節部８３は、攪拌制御信号を監視することで計時された攪拌時間Ｔが増大するほど周波数設定レジスタ８５１に設定されているクロック周波数ｆを減少させて補正する。これにより、攪拌による現像剤ＤＰの劣化の影響が相殺されるので、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度信号ＴＤ１の検出精度を向上させることができる。

温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３によるクロック周波数ｆの補正量については、例えば、温度ｔ、湿度ｈ、攪拌時間Ｔにそれぞれクロック周波数ｆの補正量を対応付けたルックアップテーブルを記憶しておき、このルックアップテーブルを参照して、補正量を求めるようにしてもよい。

このようにして、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３は、周波数設定レジスタ８５１の設定値を補正（変更）することによって、トナー濃度の変化に対する位相遅れ量θの変化量（図６におけるθＷ）、すなわちトナー濃度信号ＴＤ１の電圧変化量が最大となるように、クロック信号ＣＫを補正することが望ましい。

また、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３は、周波数設定レジスタ８５１の設定値を補正（変更）する代わりに、あるいは周波数設定レジスタ８５１の設定値の補正（変更）と組み合わせて、電圧設定レジスタ８６１の設定値を補正（変更）するようにしてもよい。

具体的には、例えば、温度特性調節部８１は、現像剤の特性が、温度が高くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、温度センサ６１によって検出された温度ｔが上昇するほど電圧設定レジスタ８６１の設定電圧値Ｖを、低下させて補正する。そうすると、容量制御電圧ＣＣが低下して可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２による位相遅れ量が減少するので、温度ｔの影響が相殺される結果、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

また、例えば、湿度特性調節部８２は、現像剤の特性が、湿度が高くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、湿度センサ６２によって検出された湿度ｈが上昇するほど電圧設定レジスタ８６１の設定電圧値Ｖを、低下させて補正する。そうすると、容量制御電圧ＣＣが低下して可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２による位相遅れ量が減少するので、温度ｔの影響が相殺される結果、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

また、例えば、劣化特性調節部８３は、現像剤の特性が、劣化が進むほど、すなわち攪拌時間Ｔが長くなるほど位相遅れ量θが増大する一般的な特性であった場合には、攪拌制御信号を監視することで計時された攪拌時間Ｔが増大するほど電圧設定レジスタ８６１の設定電圧値Ｖを、低下させて補正する。そうすると、容量制御電圧ＣＣが低下して可変容量ダイオードＶＣ１，ＶＣ２による位相遅れ量が減少するので、温度ｔの影響が相殺される結果、位相遅れ量θ、すなわちトナー濃度の検出精度を向上させることができる。

温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、劣化特性調節部８３によるクロック周波数ｆの補正量については、例えば、温度ｔ、湿度ｈ、攪拌時間Ｔにそれぞれクロック周波数ｆの補正量や電圧値Ｖの補正量を対応付けたルックアップテーブルを記憶しておき、このルックアップテーブルを参照して、補正量を求めるようにしてもよい。

次に、図３に示すセンサ特性設定部８０及びトナー濃度信号取得部８４の動作について説明する。図８は、図３に示すセンサ特性設定部８０及びトナー濃度信号取得部８４の動作の一例を示すフローチャートである。まず、センサ特性設定部８０によって、現像装置２５Ｍに対応した周波数ｆが、周波数設定レジスタ８５１に設定される（ステップＳ１）。そうすると、周期信号出力部８５から、周波数ｆのクロック信号ＣＫが、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋへ出力される。

次に、センサ特性設定部８０によって、現像装置２５Ｍに対応した電圧値Ｖが、電圧設定レジスタ８６１に設定される（ステップＳ２）。そうすると、容量設定部８６から、電圧値Ｖの容量制御電圧ＣＣが、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋへ出力される。そして、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋから、現像装置２５Ｍに対応した周波数ｆ及び電圧値Ｖに基づいて、現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋにおけるトナー濃度を示すトナー濃度信号ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋが出力される。

次に、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、及び劣化特性調節部８３によって、温度ｔ、湿度ｈ、攪拌時間Ｔに応じて、周波数設定レジスタ８５１、及び電圧設定レジスタ８６１の設定値が補正される（ステップＳ３）。そうすると、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋから、補正後の周波数ｆ及び電圧値Ｖに基づいて、温度ｔ、湿度ｈ、及び現像剤の劣化の影響が低減されたトナー濃度信号ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋが出力される。

次に、トナー濃度信号取得部８４によって、トナー濃度信号ＴＤ１Ｍが取得、保持され、トナー濃度信号ＴＤ２Ｍとして制御部６０へ出力される（ステップＳ４）。ここで、トナー濃度信号ＴＤ１Ｍは、現像装置２５Ｍに対応する周波数ｆ、電圧値Ｖが設定された状態で、センサ回路９Ｍによって現像装置２５Ｍから得られた信号であるから、正しく現像装置２５Ｍのトナー特性等が設定及び補正された信号である。一方、トナー濃度信号ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋは、周波数ｆ、電圧値Ｖの設定値と、対応する現像装置とが一致していないから、正しく現像装置トナー特性等が設定されていないため、トナー濃度信号取得部８４は、トナー濃度信号ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｙ，ＴＤ１Ｋを用いない。

以降、ステップＳ５〜Ｓ８において、現像装置２５Ｃを対象としてステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理によりトナー濃度信号ＴＤ２Ｃが制御部６０へ出力され、ステップＳ９〜Ｓ１２において、現像装置２５Ｙを対象としてステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理によりトナー濃度信号ＴＤ２Ｙが制御部６０へ出力され、ステップＳ１３〜Ｓ１６において、現像装置２５Ｋを対象としてステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理によりトナー濃度信号ＴＤ２Ｋが制御部６０へ出力される。

以上、ステップＳ１〜Ｓ１６の処理により、周期信号出力部８５、及び容量設定部８６を、一つずつ備えるだけで、センサ回路９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋのトナー濃度検出特性を現像装置２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋにそれぞれ適合させることができる。

従って、図３に示すトナー濃度検出回路７は、センサ回路９Ｍのトナー濃度検出特性を現像装置２５Ｍに適合させるための容量制御電圧ＣＣ及びクロック信号ＣＫを出力する周期信号出力部及び容量設定部と、センサ回路９Ｃのトナー濃度検出特性を現像装置２５Ｃに適合させるための容量制御電圧ＣＣ及びクロック信号ＣＫを出力する周期信号出力部及び容量設定部と、センサ回路９Ｙのトナー濃度検出特性を現像装置２５Ｙに適合させるための容量制御電圧ＣＣ及びクロック信号ＣＫを出力する周期信号出力部及び容量設定部と、センサ回路９Ｋのトナー濃度検出特性を現像装置２５Ｋに適合させるための容量制御電圧ＣＣ及びクロック信号ＣＫを出力する周期信号出力部及び容量設定部とを個別に備えるよりも、周期信号出力部及び容量設定部の数を減少させて、回路を簡素化することができる。

なお、必ずしも周期信号出力部８５と容量設定部８６とを備える必要はなく、容量設定部８６を備えず、ステップＳ２、Ｓ６、Ｓ１０、及びＳ１４を実行しない構成としてもよい。あるいは、周期信号出力部８５を備えず、ステップＳ１、Ｓ５、Ｓ９、及びＳ１３を実行しない構成としてもよい。

また、必ずしも温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、及び劣化特性調節部８３を備える必要はなく、温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、及び劣化特性調節部８３を備えない構成、あるいは温度特性調節部８１、湿度特性調節部８２、及び劣化特性調節部８３のうち一部を備える構成としてもよい。

１ プリンタ
２ 装置本体
７ トナー濃度検出回路
８ ＣＰＵ
９，９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋ センサ回路
２０ 画像形成部
２１ 画像形成ユニット
２１Ｃ シアン用ユニット
２１Ｋ ブラック用ユニット
２１Ｍ マゼンダ用ユニット
２１Ｙ イエロー用ユニット
２２ 感光体ドラム
２３ 帯電器
２４ 露光ユニット
２５，２５Ｃ，２５Ｋ，２５Ｍ，２５Ｙ 現像装置
２６ クリーニング装置
２７ 転写装置
３０ 定着部
６０ 制御部
６１ 温度センサ
６２ 湿度センサ
８０ センサ特性設定部
８１ 温度特性調節部
８２ 湿度特性調節部
８３ 劣化特性調節部
８４ トナー濃度信号取得部
８５ 周期信号出力部
８６ 容量設定部
９１ インバータ
９２ ＥＸＯＲゲート
９３ オペアンプ
９４，９５ 平滑回路
２５０ 現像装置筐体
２５１ 現像ローラ
２５２ マグネットローラ
２５３ ブレード
２５４，２５４ａ，２５４ｂ 撹拌機
２５６ トナー補給開口
２５７，２５７ａ，２５７ｂ 収容室
８５１ 周波数設定レジスタ
８６１ 電圧設定レジスタ
Ｂ ボビン
ＣＣ 容量制御電圧
ＣＫ クロック信号
ＤＰ 現像剤
Ｌ１ 一次巻線
Ｌ２ 二次巻線
Ｍ 磁束
Ｔ 攪拌時間
Ｔ１ トランス
ＴＤ１，ＴＤ１Ｃ，ＴＤ１Ｋ，ＴＤ１Ｍ，ＴＤ１Ｙ トナー濃度信号
ＴＤ２，ＴＤ２Ｃ，ＴＤ２Ｋ，ＴＤ２Ｍ，ＴＤ２Ｙ トナー濃度信号
Ｖ 電圧値
ＶＣ１，ＶＣ２ 可変容量ダイオード
ｆ クロック周波数
ｈ 湿度
ｔ 温度
θ 位相遅れ量

Claims (6)

1. トナーとキャリアとが混合された現像剤を収容し、当該収容している現像剤を感光体ドラムに供給することによって前記感光体ドラムに形成されている静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部を、カラー画像形成に必要な各色毎に有する画像形成部と、
   前記各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を、それぞれ検出し、当該トナー濃度を示す第１トナー濃度信号をそれぞれ出力する複数のトナーセンサ部と、
   前記各トナーセンサ部の特性を変化させるための特性制御信号を生成し、前記各トナーセンサ部へ並列に出力する信号生成部と、
   前記信号生成部によって、前記特性制御信号を、前記各トナーセンサ部の特性をそれぞれ検出対象の現像剤に適応した特性に変化させるように、前記各トナーセンサ部に対応して順次生成させ、当該各トナーセンサ部へ並列に出力させるセンサ特性設定部と、
   前記信号生成部による各トナーセンサ部に対応した特性制御信号生成のタイミングと同期して前記各トナーセンサ部から出力される第１トナー濃度信号を、前記各現像部に収容されている各色の現像剤のトナー濃度を示す第２トナー濃度信号としてそれぞれ取得するトナー濃度信号取得部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記信号生成部は、
   設定に応じた周波数の周期信号を前記特性制御信号として当該各トナーセンサ部へ並列に供給する周期信号出力部であり、
   前記各トナーセンサ部は、
   前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、
   前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、
   前記センサ特性設定部は、
   前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記周期信号出力部から出力される周期信号の周波数を順次設定すること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 予め設定された周波数の周期信号を出力する周期信号出力部をさらに備え、
   前記信号生成部は、
   設定に応じた電圧を、前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に出力する電圧信号出力部であり、
   前記各トナーセンサ部は、
   前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、
   前記トランスの二次巻線に接続され、前記電圧信号出力部から前記特性制御信号として出力された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、
   前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、
   前記センサ特性設定部は、
   前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記電圧信号出力部から出力される電圧を順次設定すること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記信号生成部は、
   設定に応じた周波数の周期信号を前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に供給する周期信号出力部と、
   設定に応じた電圧を、前記特性制御信号として前記各トナーセンサ部へ並列に供給する電圧信号出力部とを含み、
   前記各トナーセンサ部は、
   前記検出対象の現像剤の近傍に配設され、一次側巻線に前記周期信号出力部から供給された周期信号が入力されるトランスと、
   前記トランスの二次巻線に接続され、前記電圧信号出力部から前記特性制御信号として出力された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、
   前記周期信号出力部から出力された周期信号と前記トランスの二次側巻線から出力された信号との位相差を検出し、当該検出された位相差を示す信号を前記第１トナー濃度信号として出力する位相差検出部とを備え、
   前記センサ特性設定部は、
   前記各トナーセンサ部の検出対象に応じて、前記周期信号出力部から出力される周期信号の周波数と、前記電圧信号出力部から出力される電圧とを順次設定すること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記周期信号の周波数の設定を、
   前記現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節する特性調節部をさらに備えること
   を特徴とする請求項２又は４記載の画像形成装置。
6. 前記電圧信号出力部から出力される電圧の設定を、
   前記現像剤の、温度、湿度、及び劣化の程度のうち少なくとも一つに応じて調節する特性調節部をさらに備えること
   を特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。

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